JP4051036B2 - 木質成形体および木質成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
従来、木粉等の木質材料と熱可塑性樹脂とを混合して木質成形体を成形するものとしては、エクストルーダーや加熱溶融型ニーダー等で熱可塑性樹脂を溶融させて、その中に木粉等を投入し、練り込んだ混合物を押出成形したり、木質材料と熱可塑性樹脂チップもしくはペレットとの混合物をホットプレスして成形体を得ることが提案されている。木質材料としては、木粉のほか故紙を粉砕したもの等、細かい木質材料が用いられている。このような木質成形体は建築板や家具素材として有用である。
また、木質材料に熱可塑性樹脂チップもしくはペレットを混合する場合、常温下で該木質材料と該樹脂を混合しても均一に該樹脂が分散し難く、また木質材料として故紙粉砕物を用いた場合、比表面積が増加することでバインダーとしての樹脂分が多量に必要となり、その結果密度が高くなってしまい、合板、OSBと云った熱硬化性樹脂を用いた強度特性に優れた既存構造材にかわるような軽量木質成形体が得られ難いと云う問題点があった。
上記問題点を解決するための手段として、従来木質材料と繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂とを混合した原料混合物を成形した木質成形体が提供されている。木質材料の結着剤として木質材料と絡合し易い繊維状あるいはリボン状の熱可塑性樹脂を用いるので、木質材料と該繊維状あるいはリボン状の熱可塑性樹脂とを分離することなく均一に混合し、かつ混合中に空気をまき込むことが出来、該繊維状あるいはリボン状の熱可塑性樹脂が木質材料と絡合し溶融して結着する結果、内部に多数の空隙が存在し、そして高強度かつ軽量な成形体が得られる(例えば特許文献1〜3参照)。
針状木質材料SWを飛散させて邪魔板(6)に衝突させることによって型枠(2)上に針状木質材料SWを長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布すると共に熱可塑性樹脂R溶融物で固定し、
その上に熱可塑性樹脂R溶融物をダイ(10)のノズル孔(11)から糸状に吐出させ、該糸状吐出物に木質材料Wを添加しつゝマット状に堆積せしめ、
更にその上に、針状木質材料SWを飛散させて邪魔板(19)に衝突させることによって針状木質材料SWを長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布し、
プレス成形すると共に該針状木質材料を該熱可塑性樹脂溶融物によって固定する
上記木質成形体(22)の製造方法を提供し、
あわせて、
矩形枠体(21A)と、該矩形枠体(21A)の内側に差し渡される複数枚の棚板(22A)と、からなる型枠(2A)を使用し、
針状木質材料SWを飛散させて邪魔板(6)に衝突させることによって該型枠(2A)上に針状木質材料SWを長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布して堆積させ、該型枠(2A)を針状木質材料SW堆積物から引き上げて取り除き、該針状木質材料SW堆積物を熱可塑性樹脂R溶融物で固定し、再び針状木質材料SW堆積物上に該型枠(2A)を載せて、針状木質材料SWを飛散させて邪魔板(6)に衝突させることによって該型枠(2A)上に針状木質材料SWを長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布して堆積させ、該型枠(2A)を該針状木質材料SW堆積物から引き上げて取り除き、
その上に熱可塑性樹脂R溶融物をダイ(10)のノズル孔(11)から糸状に吐出させ、該糸状吐出物に木質材料Wを添加しつゝマット状に堆積せしめ、
更にその上に、該型枠(2A)を載せて、針状木質材料SWを飛散させて邪魔板(6)に衝突させることによって針状木質材料SWを長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布して堆積させ、該型枠(2A)を針状木質材料SW堆積物から引き上げて取り除き、該針状木質材料SW堆積物を熱可塑性樹脂R溶融物で固定し、再び該針状木質材料SW堆積物上に該型枠(2A)を載せて、針状木質材料SWを飛散させて邪魔板(6)に衝突させることによって針状木質材料SWを長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布して堆積させ、該型枠(2A)を該針状木質材料SW堆積物から引き上げて取り除き、
プレス成形すると共に該針状木質材料を該熱可塑性樹脂溶融物によって固定する
上記木質成形体(22)の製造方法をも提供する。
芯層(23)にあっては糸状の熱可塑性樹脂R溶融物を木質材料Wに絡ませ結着した構成であり、軽量かつ高強度が保証される。そして該芯層(23)の表層(24)および/または裏層(25)として長尺方向または短尺方向に配向した針状木質材料SWを熱可塑性樹脂Rで固定した層を積層するから、更に強度が向上し、合板レベルの機械的性能を獲得する。
したがって本発明にあっては、合板レベルの機械的性能を有する木質成形板が安価に得られ、該木質成形板は建築材、コンクリート型枠用ボード等として極めて有用である。
〔木質材料〕
本発明において使用される木質材料としては、木片、ストランド、木粉、木毛、木質繊維束、木質パルプ等がある。該木質材料は例えば木造建築物を構築、改築あるいは解体する場合に発生する端切れや廃材等から得られるものであってもよい。このような端切れや廃材は従来主として焼却処理されていたが、焼却処理によれば地球温暖化の原因となるCO2 ガスが発生する。しかし上記のように端切れや廃材を木質材料として再利用すれば環境負荷を低減出来る。
上記木質材料として、芯層には特にフレーク形状の木片を使用することが好ましい。フレーク形状の木片は例えばパールマン社のリングフレーカーを用いて、薄削片状にした形状で幅0.5〜20mm、長さ1〜50mm、厚み0.1〜5mmのものが好ましく、さらに幅0.5〜10mm、長さ4〜35mm、厚み0.1〜2.5mmのものが好ましく、特に幅4〜8mm、長さ20〜25mm、厚み0.5〜1mmの木片が好ましい。
上記したように該木質材料は廃材を使用することが出来るが、このような改築、解体木材は容易にフレーカーによってフレーク形状の木片とすることが出来る。
また、木片に水分があると加熱成形の際木片から水蒸気が発生し、木片と熱可塑性樹脂との間に水蒸気膜を作ってしまい、木片と熱可塑性樹脂との密着がうまくいかないため、通常木片処理化した後にドライヤーにて木片の含水率は5%未満に乾燥される。
本発明にあっては、表裏層には針状木質材料を使用する。該針状木質材料は通常径3mm〜8mm、長さ30mm〜100mm、望ましくは40〜80mmのサイズのものを使用する。
該針状木質材料も上記木質材料と同様に端切れや廃材から製造することが出来る。
また本発明の木質成形体の廃材は切削、粉砕、あるいは解繊して木質材料とし、再び木質成形体の原料や木質セメント板の原料として再利用が出来る。このような木質成形体の再利用においてはリサイクル性は非常に高いものであり、間接的には熱可塑性樹脂のリサイクル性が大巾に向上する。しかもこのような木質成形体は建築板、家具素材、コンクリート型枠等に大量使用されるからリサイクル熱可塑性樹脂も大量に消費出来る。
本発明において使用される熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレンターポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、フッ素樹脂、熱可塑性アクリル樹脂、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリアミド、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等の熱可塑性樹脂および上記熱可塑性樹脂の廃材がある。
上記木質材料と、熱可塑性樹脂以外に、本発明の木質成形体には例えば、撥水剤、防水剤、酸化防止剤、酸化抑制剤等の老化防止剤、着色剤、低粘度化剤、接着改良材等が添加されてもよいし、特に2種類以上の熱可塑性樹脂を混合する場合には相溶化剤を添加してもよい。
本発明の木質成形体を製造するには、例えば図1に示すようにコンベア(1) 上に型枠(2) を横列し、その上に針状木質材料SWをコンベア(4) の末端から引っ掻きロール(5) によって飛散させ、邪魔板(6) に衝突させることによって型枠(2) 上に図2矢印イ方向(型枠長尺方向)に配向しつゝ堆積させて表層用マットM1 をフォーミングし、更に押出機(3) から熱可塑性樹脂Rを加熱溶融状態として吐出して該表層用マットM1 上に供給する。
この際該ダイ(10)のノズル孔(11)の両側に熱風吹出し口(12)を開口させ、熱風供給路(13)からの熱風を斜め下方に吹付け、該熱可塑性樹脂R吐出物を延伸細化してもよい。
該ノズル孔(11)の口径φ1 が0.2〜2.0mmの場合は、ノズル孔(11)は詰ることがなく、かつ糸状熱可塑性樹脂R吐出物は均一に木質材料Wに混合することが出来る。
11 ノズル孔
22 木質成形体
23 芯層
24 表層
25 裏層
R 熱可塑性樹脂
SW 針状木質材料
W 木質材料
Claims (2)
- 針状木質材料を飛散させて邪魔板に衝突させることによって型枠上に針状木質材料を長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布すると共に熱可塑性樹脂溶融物で固定し、
その上に熱可塑性樹脂溶融物をダイのノズル孔から糸状に吐出させ、該糸状吐出物に木質材料を添加しつゝマット状に堆積せしめ、
更にその上に、針状木質材料を飛散させて邪魔板に衝突させることによって針状木質材料を長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布し、
プレス成形すると共に該針状木質材料を該熱可塑性樹脂溶融物によって固定することを特徴とする木質成形体の製造方法。 - 矩形枠体と、該矩形枠体の内側に差し渡される複数枚の棚板と、からなる型枠を使用し、
針状木質材料を飛散させて邪魔板に衝突させることによって該型枠上に針状木質材料を長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布して堆積させ、該型枠を針状木質材料堆積物から引き上げて取り除き、該針状木質材料堆積物を熱可塑性樹脂溶融物で固定し、再び針状木質材料堆積物上に該型枠を載せて、針状木質材料を飛散させて邪魔板に衝突させることによって該型枠上に針状木質材料を長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布して堆積させ、該型枠を該針状木質材料堆積物から引き上げて取り除き、
その上に熱可塑性樹脂溶融物をダイのノズル孔から糸状に吐出させ、該糸状吐出物に木質材料を添加しつゝマット状に堆積せしめ、
更にその上に、該型枠を載せて、針状木質材料を飛散させて邪魔板に衝突させることによって針状木質材料を長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布して堆積させ、該型枠を針状木質材料堆積物から引き上げて取り除き、該針状木質材料堆積物を熱可塑性樹脂溶融物で固定し、再び該針状木質材料堆積物上に該型枠を載せて、針状木質材料を飛散させて邪魔板に衝突させることによって針状木質材料を長尺方向または短尺方向に配向しつゝマット状に散布して堆積させ、該型枠を該針状木質材料堆積物から引き上げて取り除き、
プレス成形すると共に該針状木質材料を該熱可塑性樹脂溶融物によって固定することを特徴とする木質成形体の製造方法。
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